基于动态调节时间的导弹编队逆最优控制算法

针对导弹编队系统在动态调节时间指标约束下,生成理想编队队形的问题,提出一种新的导弹编队控制算法。该算法根据领弹与从弹的相对运动关系,建立系统状态方程,并将其转化为误差形式。基于逆最优控制理论,综合动态调节时间等约束条件,逆向得到最优控制量,从而保证编队队形的生成时间满足指标要求,各成员在形成理想位置关系的同时,速度趋于一致。仿真结果验证了算法的有效性,适用于领从结构导弹编队系统的总体设计。     

有虚拟势能点的编队控制策略

针对人工势能场方法容易陷入局部极值的缺陷,提出了有虚拟势能点的避障算法.该算法在编队进入对队形影响较大的复杂环境中引入额外的虚拟势能点,利用虚拟势能点的作用力使智能体脱离局部障碍物陷阱,进行队形重组,提高了编队队形保持能力;编队运动通过不同的地形时,队形变化程度不一,单一队形控制方法难以在各种环境下保持高效性、有效性,...     

基于队形相对运动带的舰艇编队规避航向优选方法

机动规避是舰艇编队避开潜艇威胁的重要措施。针对编队队形模型的特点,从舰艇编队规避潜艇于预定距离之外的角度出发,深入分析了编队队形相对运动带与规避距离关系,提出了基于队形相对运动带舰艇编队规避航向优选方法。通过战术想定实例表明,基于编队队形运动带的优选航向能够成功引导编队避开潜艇威胁,极大地简化了绘算,可为舰艇编队反潜提供一定的理论依据。     

障碍环境下队形可变编队的路径规划方法研究

面向机器人编队探索和侦察等任务,系统期望保持队形以保障任务效能,但障碍环境下队形保持可能引起路径长度增加,甚至没有可行路径。为了综合考虑队形保持、路径长度及路径存在性,提出一种队形可变编队的路径规划方法,为编队跟踪控制提供一条全局参考路径。首先,分别依据个体的占据空间和编队的占据空间,对障碍进行两次膨胀,获得包含硬障碍和软障碍的路径规划构型空间。然后,在基于A*的路径规划框架下,构建包含路径长度和软障碍穿越距离的加权代价函数,以获得多指标权衡的路径。最后,不同权重对比试验表明,所提算法对不同障碍环境具有更好的适应性,通过权重设定能获得满足不同需求的可行解,可以为编队提供满意的全局路径。同时,随机场景测试试验验证了算法具有良好的鲁棒性。提出的编队路径规划方法可以引导机器人编队在复杂环境下更安全和快速地完成任务。     

弱通信条件下基于MPC与融合状态估计的多UUV编队控制方法

多无人水下航行器(UUV)编队控制在实际复杂海洋环境中面临着水声通信时延大、多中断和丢包等弱通信难题,如何提高其对通信的鲁棒性是重点研究方向之一。首先,建立了多UUV编队模型;其次,将多UUV编队航行分为有无参考路径两种状态,针对已知编队期望路径条件,将编队问题分解为路径跟踪与速度同步问题,设计了基于模型预测控制的路径跟踪控制和速度误差同步机制;再次,针对编队处于机动过程而缺乏参考路径的条件,提出了基于最小二乘的融合状态估计及其一致性编队控制方法;最后,在仿真环境最大队形误差0.6 m,验证了算法的有效性。与单积分器系统一致性编队控制算法对比分析表明,所提方法在队形控制精度、队形恢复时间以及编队的稳定性方面均具有一定优势,研究结果对多UUV编队应用具有重要的指导意义。     

基于制导与控制一体化的导弹编队队形控制

为了提高导弹编队协同作战队形控制能力,研究了基于制导与控制一体化思想的编队队形控制器设计问题。根据领弹-从弹的动力学以及运动学方程,推导出了领弹-从弹的相对运动模型,建立了领弹姿态信息与从弹舵偏角之间的关系,将从弹通道间的耦合项作为不确定项进行处理,并利用自适应神经网络理论设计了补偿器,对不确定项进行了处理。根据反演理论设计了编队队形控制器,能够对导弹编队队形进行有效的控制。     

三架固定翼无人机协同编队飞行避障策略

针对无人机编队执行空战任务过程中存在无人机之间以及无人机与障碍物发生碰撞的问题，提出单向网络连接结构的多无人机避障算法和基于人工势场的控制方法，同时应用于无人机编队避障控制。以三架无人机构成的正三角形编队作为控制体，同时以长机的运动轨迹作为期望路径，长机提供僚机飞行信息，僚机接受信息保持编队飞行。多无人机编队发现障碍物到避障完成的过程包括编队集结、松散队形、最终恢复集结正三角形编队。仿真实验结果表明，所提避障控制策略能够确保编队收敛于期望的队形和稳定飞行状态。     

基于ERA和PT的舰艇编队多作战想定下效能评价

为了解决舰艇编队作战效能评价高度专业性、复杂性及要素间关联性等技术难题,提出了基于证据推理法(ERA)和前景理论(PT)的舰艇编队作战效能评价方法,分两步确定最优的评价指标体系及权重。对于要素间客观存在的关联性,从理论上证明了关联性越低,证据推理法的应用效果越佳,再以此为目标优化效能评价指标体系;运用前景理论构建了指标体系关联度最小、评价能力前景价值最大的非线性优化模型,同时确定指标最优权重,并给出求解方法。为了验证这一方法的有效性,将基于ERA和PT的舰艇编队作战效能评价方法应用于多想定的算例分析,结果表明,提出的方法能有效地解决舰艇编队作战效能的评价问题。     

基于编队结构特征的海面舰船目标关联方法

为综合利用星载光学成像、星载电子侦察数据对海面舰船编队进行监测,提出了一种基于舰船编队结构特征的二次匹配目标关联算法,通过构造加权二分图进行最优匹配求解。仿真结果表明,该方法在目标定位精度差别较大、目标存在漏检测等情况下相比传统关联算法的匹配正确率有较大提高,证明了算法的有效性。     

无源干扰对抗反舰导弹编队队形研究

无源干扰作为水面舰艇反导作战的主要方式,在与反舰导弹的对抗中起着重要作用。从增强水面舰艇生命力以及协同作战能力的目的出发,针对编队反导电子对抗的特点,分析了编队队形对无源干扰效果的影响,并依据分层对抗的思想,提出了一种对称的复式队形,对基于该队形的无源干扰对抗反舰导弹的作战原则和战法进行了研究,说明了复式队形相对于传统队形更具合理性,对提高舰艇编队反导作战能力具有一定指导意义。     

一种混合事件仿真调度算法

针对既含有离散事件,又含有连续事件的高炮防空仿真系统提出了一种混合事件仿真调度算法。通过引入绝对仿真时钟和相对仿真时钟,来完成混合事件仿真调度,该算法简化了事件与活动处理的复杂性。     

分段供电切换传感器的在线故障诊断方法

分段供电切换传感器是多段直线电机控制系统的重要部件。针对其故障检测与定位的问题,提出一种切换传感器故障的在线诊断方法。对采集的传感器信号数据进行压缩,以提高计算的效率;研究切换传感器信号根据次级运动的变化规律,定义标准信号集合;给出计算传感信号差异度的方法,作为分析信号相似程度的量化指标;将问题表示为基于有向图的搜索问题,并根据问题的特点缩小搜索的范围;由此提出搜索算法,可以根据测量的传感信号时序估计传感系统的状态变迁过程;给出故障定位流程,利用算法估计的结果,根据系统标准信号集合进行故障定位。为了说明算法与预期结果的一致性,给出3个命题并进行证明;通过实验验证了故障诊断方法的有效性。     

基于语义发布订阅系统的战场态势实时分发技术

随着战争形态的多样化和范围的越来越广,战场态势呈现信息量大、复杂性、无规则性、多变性。针对现有的发布/订阅系统不能支持复杂结构的态势来进行事件发布和订阅的语义匹配,提出了基于语义发布订阅系统的战场态势实时分发技术。采用本体描述战场态势的概念模型,采用RDF图表示需求方订阅条件,基于该战场态势本体设计高效的发布订阅匹配算法。实验结果表明,该技术能够支持复杂战场态势实时分发和具有较高的订阅匹配效率。     

模糊Petri网在装备保障指挥决策中的应用研究

针对装备保障指挥决策的非结构化特点,结合模糊Petri网的基本理论,建立了一类装备保障指挥决策的模糊Petri网模型(ZYFPN).给出了模型中模糊推理过程的形式化推理算法,算法考虑了推理过程中的众多约束条件,包括命题在规则中的权重、变迁触发的闲值、规则的可信度以及多结论规则等.以装备保障配置地域转移决策为例,描述了从决策问题分析到ZYFPN模型建立,以及基于矩阵运算的决策推理过程的相关问题.应用这一模型,可以提高基于规则的装备保障指挥辅助决策系统的设计、分析和维护效率.     

基于压缩传感的PSO-OMP重构算法的研究

由于粒子群算法具有解决寻优问题的能力,将其应用于信号处理领域,提出了一种新的基于PSO-OMP的信号重构算法。为了降低计算复杂度,把粒子群算法运用在正交匹配追踪算法的匹配过程,以此来确定最优原子。实验结果表明,所提出的新的基于PSO-OMP的信号重构算法具有计算复杂度低和重构成功概率高等特点。     

基于小波分层连通树结构的信号重构

基于小波树模型的压缩感知可以通过较少的观测量得到鲁棒的信号重构,但采用最优树逼近时存在复杂度大的问题。在证明分层后的小波树仍然具备连通树性质的基础上,提出了基于小波分层连通树结构的压缩重构算法,在与原观测量一致的情况下,保证了重构精度并且提高了重构效率。实验结果表明,改进算法相对于原算法在处理大尺度数据时,效率有明显改善。     

一种基于Hough变换的线型群体队型识别方法

作战群体的队型是作战群体的重要属性之一,它往往反映了群体中各成员之间的协作关系,直接体现着该群体近期的作战意图、身份及威胁等态势信息。为了给指挥人员的态势评估及军事指挥提供更多深层次的战场信息,从而为其决策提供更好的支持,重点研究了作战群体线型队型的识别问题。利用Hough变换的点线对偶特性,给出了线型队型的模板建模方法,提出了基于参数点聚类的线型队型特征提取方法,进而给出了基于模板匹配的线型队型识别方法。仿真实验表明,该方法是行之有效的。     

基于上下文的快速自适应运动估计算法

高效的运动估计算法是实时视频编解码技术的研究重点。为降低视频编码中运动估计的高计算复杂度问题,提出了基于上下文的快速自适应运动估计算法。该算法在运动估计过程中引入了次最佳匹配点,并且使用了一种基于平行四边形模式的方向性搜索策略。该算法的基本思想是:在块运动矢量估计过程中,利用前面搜索步中得到的块运动矢量及次最佳匹配点与最佳匹配点之间的位置关系,自适应选择一种平行四边形搜索模式,并确定下一步搜索的方向,进行更精确运动矢量的搜索。实验结果表明,该算法有效降低了视频压缩编码中运动估计的运算复杂度。     

一种不需要特征值分解的MUSIC方法

MUSIC方法是空间谱估计中经典的子空间方法。提出了一种构造参考信号的预处理模型,提出了一种适合于MUSIC方法的多级维纳滤波结构。新方法避免了采样数据二阶统计的特征值分解,降低了运算量。仿真结果证明了方法的有效性。     

基于变量节点串行消息传递的LDPC码译码研究

针对标准LDPC码译码中洪水消息传递机制的不足,提出以串行机制进行消息传递,按照变量节点的顺序进行消息处理和传递,对每个变量节点同时接收校验消息和发送变量消息。该方法使更新的消息能够很快进入当前迭代计算,改善了LDPC迭代译码的收敛性能。通过对几种常用译码算法的仿真比较,验证了在复杂度不增加的情况下,该方法性能优于其它几种最大后验概率准则的译码方法,且算法收敛快,是一种能较好兼顾性能与实现复杂度的译码方法。